河北农大/上大/青大Adv. Sci.：高倍率钠离子电池，50C循环1万次！

Na₃V₂(PO₄)₃(NVP)中的Na₃V₂(PO₄)₃–Na₁V₂(PO₄)₃两相反应受到低电子和离子导电性的阻碍。

图1. N-NVP/N-CN的优势演示

河北农业大学赵孝先、上海大学陈双强、青岛大学宋建军等合理地构建了一种由掺氮碳纳米笼（N-NVP/N-CN）封装的表面掺氮NVP，其中氮掺杂在NVP的表面晶体结构和碳层中。研究显示，表面晶体的改性降低了Na⁺从体相向电解质扩散的能量障碍，提高了本征电子电导率，并释放了晶格应力。同时，多孔结构为氧化还原反应提供了更多的活性位点，缩短了离子的扩散路径。

此外，在Na₃V₂(PO₄)₃–Na₂V₂(PO₄)₃–Na₁V₂(PO₄)₃的快速可逆电化学三相反应中，Na₂V₂(PO₄)₃的新中间相被原位XRD检测到，并被密度泛函理论（DFT）计算表明能垒更低。

图2. N-NVP/N-CN的电化学性能

因此，作为钠离子电池的阴极材料，N-NVP/N-CN在1 C条件下循环100次后显示出119.7 mAh g^-1的高比容量。令人惊奇的是，在20、40和50C的条件下，经过10000次超长循环后，比容量分别达到89.0、86.2和84.6 mAh g^-1，这证明了其卓越的循环稳定性。

总体而言，这种方法提供了一种新思路，即通过表面晶体改性来铸造中间Na₂V₂(PO₄)₃相，从而实现Na₃V₂(PO₄)₃的快速可逆电化学转换，并结合微观结构改性以实现优异的循环稳定性和倍率性能。

图3. 充放电过程中的原位XRD研究

Surface Crystal Modification of Na3V2(PO4)3 to Cast Intermediate Na2V2(PO4)3 Phase toward High-Rate Sodium Storage. Advanced Science 2023. DOI: 10.1002/advs.202306168

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